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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfahren zur Müdigkeitserkennung
eines Fahrers gemäß dem Oberbegriff des Anspruch
1.
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Viele
Autofahrer sind zu lange ohne Pause unterwegs. Gerade und monotone
Streckenführung erhöht das Einschlafrisiko zusätzlich.
Schlafstörungen führen zu übermäßiger
Tagesschläfrigkeit, laut Studien sind mindestens 20 Prozent
der Bevölkerung davon betroffen. Der gefährliche
Sekundenschlaf ist eine spontane Reaktion des Organismus auf Schlafmangel.
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Ziel
eines Verfahrens zur Müdigkeitserkennung ist es, rechtzeitig
die Ermüdung eines Fahrzeugführers festzustellen
und ihn vor dem gefährlichen Sekundenschlaf zu warnen.
Eine zuverlässige Müdigkeitserkennung erfordert
die Beobachtung verschiedener Indikatoren aus dem Fahrzeugumfeld, dem
Fahrzeug, dem Fahrerverhalten sowie die Berücksichtigung
der Tageszeit oder Fahrzeit. Das beschriebene Verfahren setzt hochempfindliche
Sensoren voraus, die das Fahrverhalten des Fahrzeugführers,
die jeweilige Fahrsituation sowie eine Vielzahl andere Parameter
erfassen. Das Verfahren nutzt zahlreiche im Fahrzeug schon vorhandene
Sensoren und Steuergeräte und ist in das elektronische
Sensor- und Daten-Netzwerk integriert.
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Als
besonders aussagekräftig hat sich die Beobachtung des Lenkverhaltens
erwiesen. Ein hochempfindlicher Lenkradwinkelsensor ermöglicht eine
sehr genaue Beobachtung der Lenkbewegungen und der Lenkgeschwindigkeiten.
Es zeigt sich, dass übermüdete Autofahrer kleinere
Lenkfehler machen, die oft sehr schnell und in charakteristischer Weise
korrigiert werden. Das Lenkverhalten übermüdeter
Autofahrer ist durch häufige Passivphasen mit anschließenden
sehr charakteristischen Korrekturphasen gekennzeichnet (Lenkfehler).
Hat das Verfahren durch Vergleich dieser und anderer Daten typische
Indikatoren für Übermüdung festgestellt,
wird der Autofahrer durch ein akustisches Signal und eine Displayanzeige: „Attention
Assist. Pause!” gewarnt.
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In
der
DE 10355221 A1 wird
ein Verfahren zur Erkennung einer sich abzeichnenden Unaufmerksamkeit
des Fahrers eines Fahrzeugs beschrieben. Neben der Lenkruhephase
wird eine sich unmittelbar an die Lenkruhephase anschließende
Lenkaktion beobachtet. Es werden eine festgestellte Ausprägung
der Lenkruhephase und eine Ausprägung der Lenkaktion miteinander
verknüpft und das Ergebnis dieser Verknüpfung
dann als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit
des Fahrers herangezogen. Eine Aussage über die Unaufmerksamkeit
des Fahrers kann zuverlässiger getroffen werden, indem
jedes aus einer Verknüpfung resultierende Ergebnis mit
einem zugeordneten Gewichtungsfaktor gewichtet wird, um dann durch
mathematische Mittelwertbildung letzten Endes ein gemitteltes Verknüpfungsergebnis
zu gewinnen.
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Ein ähnliches
Verfahren liegt der 102005026479 A1 zugrunde. Zusätzlich
hängt das Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit
des Fahrers von mindestens einem fahrerindividuellen Parameter ab,
der während der Durchführung des Verfahrens bestimmt
wird. Der fahrerindividuelle Parameter kann im Sinne einer Auslöseschwelle
ein Maß der Unaufmerksamkeit sein, bei dessen Erreichen
die Information an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird. Die
Bestimmung der Unaufmerksamkeit erfolgt unter Verwendung eines Startwertes für
den fahrerindividuellen Parameter, bei dessen Überschreiten
schon in der Anlaufphase das System ansprechen kann. Bei Fahrtbeginn
liegt die Auslöseschwelle auf einem relativ hohen Startwert.
Mit zunehmender Fahrdauer sinkt die Auslöseschwelle auf ein
niedrigeres Niveau langsam ab. Dies entspricht der Phase der Gewöhnung
an das Fahrzeug und den Fahrvorgang durch den Fahrer. Nach einer
Fahrunterbrechung wird die Auslöseschwelle wieder auf ihren
hohen Wert vom Anfang zurückgesetzt.
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In
der
DE 10 2005
026 456 A1 ist ebenfalls ein Verfahren beschrieben, bei
dem die Müdigkeit in Abhängigkeit von einer Verknüpfung
einer Lenkruhephase und einer anschließenden Lenkaktion
bestimmt wird. Jedem der Verknüpfungsergebnisse wird ein
Gewichtsfaktor zugeordnet. Durch Mittelwertbildung der gewonnenen
Verknüpfungsergebnisse wird unter Berücksichtigung
von deren zugeordneten Gewichtungsfaktoren ein gewichtetes Verknüpfungsergebnis
als Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit oder
Müdigkeit des Fahrers berechnet. Die Gewichtsfaktoren werden
in Abhängigkeit einer Klassifikation einer Lenksituation
(Lenkmuster) bestimmt, wobei zwischen müdigkeitsbedingten Lenksituationen
und ablenkungsbedingten oder umweltbedingten Lenksituationen unterschieden
und entsprechend klassifiziert wird. Der Gewichtungsfaktor ist bei
ablenkungsbedingten und/oder umweltbedingten Lenksituationen geringer
als bei müdigkeitsbedingten Lenksituationen.
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In
der
DE 10 2005
026 457 A1 ist ein ähnliches Verfahren beschrieben,
welches auf der Erkennung einer Lenkruhephase und eine daran anschließende
Lenkaktion beruht. Eine Lenkruhephase wird erkannt, wenn der Betrag
des Lenkradwinkels und/oder seiner zeitlichen Änderung,
während der Dauer eines vorgegebenen Zeitschwellwertes
einen ersten Schwellwert nicht überschreitet. Eine Lenkaktion
wird erkannt, wenn der Betrag des Lenkradwinkels und/oder seiner
zeitlichen Änderung einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Der zweite Schwellwert ist größer als der erste
Schwellwert und beide Schwellwerte sind fahrerspezifisch veränderbar.
In einem gesonderten Verfahrensschritt werden nur solche Lenkmuster
betrachtet, für die festgestellt wird, dass sich die Lenkaktion
an die Lenkruhephase unmittelbar anschließt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, auf die Warnung des Fahrers vor Unaufmerksamkeit
oder Müdigkeit zu verbessern. Insbesondere soll eine Warnung
plausibel erscheinen und eine falsche oder unnötige Warnung
vermieden werden.
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Ein
Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Art der Warnung und damit
zunächst ganz allgemein auf jedes Verfahren zur Warnung
eines Fahrers vor Müdigkeit, bei dem aus sensoriellen Daten
ein Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit und/oder
Müdigkeit des Fahrers berechnet und bei Überschreitung
einer Auslöseschwelle und Erfüllung mindestens
einer weiteren Bedingung ein Warnhinweis ausgegeben wird. Dies können
jede Art von Verfahren sein, die den Fahrer beobachten, z. B. auch
Verfahren, welche den Lidschlag oder die Augenpupille des Fahrers
beobachten, dessen Körperhaltung oder biometrische Messwerte,
um nur einige Verfahren aufzuführen. Gemäß der
Erfindung wird in einer zusätzlichen Abfrage sichergestellt,
dass der Warnhinweis nur dann ausgegeben wird, wenn gleichzeitig
mit der Schwellenüberschreitung ein kritisches, auf Müdigkeit
hinweisendes Ereignis vorliegt. Damit wird sichergestellt, dass
eine Warnung nur dann erfolgt, wenn gerade ein auf Müdigkeit
zurückzuführendes Ereignis, insbesondere Lenkereignis
stattgefunden hat und nicht ein zeitliches Absinken der Auslöseschwelle
die Ursache für eine Schwellüberschreitung die
Ursache ist. Damit wird die Müdigkeitswarnung von dem Fahrer
in Zusammenhang mit einem kritischen Lenkereignis gebracht, erscheint
ihm daher plausibel und ernst zu nehmend.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung bezieht sich ein verbessertes Verfahren
zur Müdigkeitserkennung und wird im Folgenden anhand der
Zeichnung beschreiben.
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1 zeigt
in einem Blockschaltbild das Zusammenwirken der verschiedenen Komponenten
zur Müdigkeitserkennung gemäß der Erfindung, Fahrer und
Umwelt 1 wirken durch Bedienhandlungen an dem Fahrzeug
oder durch äußere Einflüsse, wie Fahrbahnunebenheiten,
Schlaglöcher, Temperatur, Zeitablauf auf die verschiedenen
Sensoren im Fahrzeug. Wichtigster Sensor bei der Müdigkeitserkennung
ist ein hoch auflösender Lenkradwinkelsensor 2,
welcher den vom Fahrer am Lenkrad vorgegebenen Lenkradwinkel erfasst.
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Das
Verfahren zur Erkennung einer Unaufmerksamkeit oder Müdigkeit
stellt in einer Stufe zur Fahrerprofilerstellung 3 ab Fahrtbeginn
und laufend über ein gleitendes Zeitintervall auf Basis
verschiedener Faktoren ein individuelles Fahrerprofil mit typischen
Verhaltensmustern ein. Die Individualisierung und Ereigniserkennung
erfolgt durch Adaptive Berechnung des unteren und oberen Quartils
(Q1 und Q3) der gemessenen Lenkgeschwindigkeiten: Die Quartile werden
so bestimmt, dass 25% aller Lenkbewegungen langsamer als Q1 und
25% aller Lenkbewegungen schneller als Q3 sind. Eine Ruhephase wird
erkannt, wenn eine Lenkbewegung für mindestens 2s langsamer
als Q1 ist. Alternativ zu einer laufenden Fahrerprofilerstellung
kann in der Annahme, dass der Fahrer zu Beginn der Fahrt wach ist,
das Lenkverhalten in einer Anfangsphase, z. B. den ersten 20 Minuten
einmalig erstellt und dem weiteren Vergleich des Lenkverhaltens
zugrunde gelegt werden.
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In
einer Stufe zur Erkennung eines kritischen Lenkereignisses (Lenkfehler) 4 wird
zunächst eine Lenkkorrektur erkannt, wenn die Lenkbewegung über
1° und schneller als Q3 ist. Ein kritisches Lenkereignis
(Lenkfehler) wird erkannt, wenn die Korrektur unmittelbar auf die
Ruhephase folgt.
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Mit
einem kontinuierlicher Vergleich des Fahrerprofils mit aktuellen
Sensordaten erkennt das System, wenn die Aufmerksamkeit des Fahrers
nachlässt. Die permanente Beobachtung ist wichtig, um den
gleitenden Übergang vom Wachzustand zur Ermüdung
zu erkennen und den Autofahrer frühzeitig warnen zu können.
Neben dem Lenkradwinkel, der Geschwindigkeit, der Längs-
und Querbeschleunigung erfasst das Verfahren zum Beispiel auch Blinker-
und Pedalbetätigungen sowie bestimmte Bedienhandlungen
und äußere Einflüsse wie Seitenwind oder
Fahrbahnunebenheiten.
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Typische,
den Algorithmus beeinflussende Parameter für die Müdigkeitserkennung,
insbesondere ob Müdigkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit
vorliegt, werden in der Stufe zur Erfassung von Sensordaten 5 gesammelt
und aufbereitet. Dies umfasst folgende Sensordaten oder Charakterisierungen:
- a) Klassifizierung des individuellen Fahrstils,
zum Beispiel durch Beobachtung von Geschwindigkeit, Längs-
und Querbeschleunigung und Vergleich mit vorgegebenen Grenzen für
sportliche, komfortable oder ruhige Fahrweise. Verfahren zur Erkennung
der Fahrweise sind als solche hinlänglich bekannt. Eingang
findet diese Klassifizierung in das Verfahren zur Müdigkeitserkennung
insbesondere durch Ausblenden von Lenkereignissen oder Unterdrückung
von Warnungen bei sportlicher Fahrweise oder direkt danach. Nach
Beendigung der sportlichen Fahrweise wird die Ausblendung von kritischen
Lenkereignissen noch für einen Zeitraum von ungefähr
100s fortgesetzt.
- b) Beobachtung des Bedienverhaltens: Bei Bedienung eines Navigationssystem
oder Komfortsystem, z. B. das COMMAND-System in Fahrzeugen von Mercedes-Benz,
werden kritische Lenkereignisse für eine Zeit von mehreren
Sekunden ausgeblendet. Ebenso, wenn eine Bedienhandlung an der Kupplung
oder anderer Schalter oder Taster festgestellt wird.
- c) Erkennung der Fahrtbedingungen wie Uhrzeit und Fahrtdauer.
Die meisten Müdigkeitsunfälle ereignen sich morgens
zwischen 2:00 und 6:00 Uhr und nachmittags zwischen 14:00 und 17:00
Uhr. Bei langer Fahrtdauer steigt auch die Gefahr der Müdigkeit
an. Die fahrerindividuelle Warnschwelle wird daher Uhrzeit und Fahrdauer
bedingt variiert. Hierdurch wird dem Biorhythmus des Menschen und
einer erhöhten Wahrscheinlichkeit der Ermüdung
durch eine Dauerbeanspruchung Rechnung getragen.
- d) Erkennung des Straßenzustands und Umwelteinflüssen,
zum Beispiel durch Vergleich der Ist- und Sollwerte der Quer- oder
Längsbeschleunigungen. Bei erkanntem Schlagloch werden
kritische Lenkereignisse für die Dauer von 0,5s ausgeblendet,
bei erkannten Fahrbahnverwerfungen oder Seitenwind für
3s.
- e) Erkennung von Spurwechseln anhand der Bediensignale, Lenkbewegungen
und der Querbeschleunigung. Wird durch Betätigung des Blinkschalters
ein beabsichtigter Spurwechsel erkannt, werden für mehrere
Sekunden kritische Lenkereignisse ausgeblendet. Auch bei Kurvenfahrten oder
einem Lenkradwinkel mit Betrag > 40° werden
kritische Lenkereignisse ausgeblendet.
- f) Erkennung der Fahrsituation, zum Beispiel anhand von Längs-
und Querbeschleunigung oder Fahrgeschwindigkeit. Bei erkannter langsamer Fahrt,
also v < 80 km/h
oder sehr schneller Fahrt v > 180
km/h werden kritische Lenkereignisse ausgeblendet.
- g) Beobachtung des Lenkverhaltens: Durch Beobachtung des Lenkradwinkelsignals
können charakteristische Lenkereignisse identifiziert werden als
Lenkruhephasen, denen unmittelbar eine Lenkkorrektur folgt. Solche
Verfahren sind in dem eingangs zitierten Stand der Technik offenbart und
werden durch Verweis an dieser Stelle inhaltlich aufgenommen.
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Diese
Parameter beeinflussen den Algorithmus unter anderem in der Weise,
dass kritische Lenkereignisse in ihrer Gewichtung verstärkt
oder vermindert werden, Dazu wird in einer Gewichtungsstufe 6 zu
einem kritischen Lenkereignis ein zugehöriges Gewicht ermittelt.
Das Ausblenden von Lenkereignissen erfolgt nicht nur während
der Dauer der aufgeführten Einflüsse und einen
gewisse Zeit danach sondern auch für wenige Sekunden, z.
B. 2 Sekunden rückwärtig. Durch das Ausblenden
sollen Lenkereignisse, die anders verursacht sind als durch Müdigkeit,
aus der Messreihe und der Ereignissumme eliminiert werden.
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Zur
Verstärkung von Lenkereignissen können Ereignisgewichte
erhöht werden, z. B. durch die Geschwindigkeit der Lenkbewegung,
die Fahrzeug-Geschwindigkeit oder die Dauer monotonen Fahrens, wobei
die Verstärkung jeweils auf das Fahrerprofil individualisiert
werden kann. Sehr schnelle Lenkbewegungen gehen dann mit einem höheren Gewicht
ein. Bei Fahren mit hoher Geschwindigkeit werden Lenkereignisse
stärker gewichtet. Langes monotones Fahren erhöht
das Gewicht von Lenkereignissen.
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Eine
Aussage über die Unaufmerksamkeit des Fahrers kann zuverlässig
getroffen werden, indem jedes aus einer Verknüpfung resultierende
Ergebnis oder Lenkereignis mit einem zugeordneten Gewichtungsfaktor
gewichtet wird, um dann durch mathematische Mittelwertbildung in
einer Stufe zur Mittelwertbildung 7 letzten Endes ein gemitteltes
Verknüpfungsergebnis (Ereignissumme) zu gewinnen. Die Ereignissumme
ist ein Maß für die Schwere der Unaufmerksamkeit
des Fahrers wird in einer Warnstufe 8 mit einer Auslöseschwelle
verglichen und bei Überschreiten der Auslöseschwelle
und Erfüllung weiterer Bedingungen eine Warnung an den
Fahrer ausgegeben. Die weiteren Bedingungen zur Auslösung
der Warnung werden durch die Stufe zur Erfassung von Sensordaten 5 vorgegeben.
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Die
Ausgabe der Warnung erfolgt nach einer Warnstrategie, welche so
gewählt ist, dass sie vom Fahrer als plausibel empfunden
wird. Erfindungsgemäß erfolgt ein Warnhinweis
dann, wenn die Ereignissumme als Maß für die Schwere
der Unaufmerksamkeit des Fah rers die Auslöseschwelle überschreitet
und gleichzeitig ein signifikantes, kritisches Lenkereignis detektiert
wird, was in einer zusätzlichen Abfrage geprüft
wird. In 1 wird die Warnstufe 8 daher
direkt von der Stufe zur Erkennung eines kritischen Lenkereignisses
(Lenkfehler) 4 angesteuert. Die Damit wird sichergestellt,
dass eine Warnung nur dann erfolgt, wenn gerade ein auf Müdigkeit
zurückzuführendes Ereignis, insbesondere Lenkereignis
stattgefunden hat und nicht ein zeitliches Absinken der Auslöseschwelle
die Ursache für eine Schwellüberschreitung die
Ursache ist.
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Als
weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb der letzten
5 Minuten keine ausgeprägt sportliche Fahrweise erkannt
wurde. Als weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb
der letzten 5 Minuten keine Quittierung eines Warnhinweises erfolgte.
Als weitere Bedingung kann vorgesehen sein, dass innerhalb der letzten
15 Minuten kein Warnhinweis erfolgte. Wird ein Warnhinweis nicht
vom Fahrer quittiert, so wird dieser nach 15 Minuten automatisch
zurückgenommen und danach gegebenenfalls wiederholt.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft das in der Stufe zur Mittelwertbildung 7 eingesetzte
Verfahren zur Mittelwertbildung. Wie bereits ausgeführt, wird
in der Stufe 4 ein kritisches Lenkereignis erkannt, wenn
eine deutliche Lenkkorrektur unmittelbar einer Lenkruhephase folgt.
Eine für ein kritisches Lenkereignis gesetzte „1” erhält
ein Gewicht, welches einem oder mehreren Bewertungsfaktoren proportional
ist. Die Bewertungsfaktoren sind eine Funktion des Gradienten der
Lenkaktion, ein Faktor für die Ausprägung der
Ruhephase, eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit oder ein Monotoniefaktor.
Der Einfluss der Bewertungsfaktoren ist so gewählt, dass das
Gewicht erhöht wird, wenn eine Zunahme des Bewertungsfaktors
als ein Anzeichen für Müdigkeit zu werten ist.
Der Monotoniefaktor wertet Längs- und Querbeschleunigung
aus, indem auf Monotonie geschlossen wird, wenn der der Betrag der
Beschleunigung längere Zeit unterhalb einer Schwelle bleibt, wobei
die Schwellen für Längs- und für Querbeschleunigung
unterschiedlich gewählt sein können. Bei Vorliegen
von Anzeichen der Monotonie, z. B. bei längerer Fahrt ohne
Brems-Beschleunigungs- oder Kurvenmanövern wird der Faktor „Monotonie” daher erhöht,
was wiederum das Gewicht eines dann auftretenden Lenkfehlers erhöht.
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Da
nicht bereits ein einzelner Lenkfehler zur Warnung führen
soll, sondern eine statistische Sicherheit erzielt werden soll,
wird das Lenkverhalten des Fahrers über einen längeren
Zeitraum beobachtet und eventuell mehrere Lenkfehler aufsummiert.
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In
den aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannten Verfahren
wird daher zyklisch die Summe über alle gewichteten Lenkfehler
eines zurückliegenden Zeitraumes (Zeitfenster) gebildet,
so dass alle im Zeitfenster aufgetretenen Lenkfehler mit ihren zugehörigen
Gewichten gespeichert und die Summe immer wieder neu berechnet werden
muss, weil sich das Zeitfenster mit Fortschreiten der Zeit auch
verschiebt und ältere Ereignisse daher heraus fallen müssen.
Dies erfordert einen hohen Aufwand an Speicherplatz und Rechenleistung.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung verwendet keine
vollständige „gefensterte” Summation
sondern eine Aktualisierung der bereits gebildeten Summe mit dem
aktuellen Messwert für den gewichteten Lenkfehler. Dies
gelingt, indem weit zurückliegende Lenkfehler mit einem
potenzierten Vergessensfaktor λ < 1 gewichtet werden, so dass länger
zurück liegende Lenkfehler in der Summe ein immer geringeres Gewicht
erhalten. Dies wird aus der einfachen Umformung deutlich:
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Dabei
sind S_n die gleitende Summe über n gewichteten kritische
Lenkereignisse x_n, die in der Vergangenheit statt gefunden haben.
Damit kann die Lenkfehler-Summation laufend fortgeschrieben werden,
indem der aktuelle Messwert für den gewichteten Lenkfehler
zur bisherigen, um λ < 1
verkleinerten Summe hinzu addiert wird. Die Gewichtung innerhalb der
Summe erfolgt hier mit dem potenzierten Vergessensfaktor λ < 1. Dies definiert
eine effektive zeitliche Fensterlänge T, z. B. 20 Minuten, über
die Zahl N der in dieser Zeit stattfindenden Mess- und Rechen-Zyklen.
Wird der Vergessensfaktor λ = 1 – 1/Ngewählt,
so ist sichergestellt, dass Lenkereignisse, die um die Zeit T zurückliegen,
nur noch mit einem Gewicht von 1/e eingehen, was die effektive Fensterlänge.
Lenkereignisse, die noch weiter zurückliegen, gehen noch
schwächer ein.
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Mit
diesem Verfahren ist eine effiziente Bildung und Speicherung der
Summation von müdigkeitsbedingten Lenkereignissen möglich.
Auch wird die Erkennungsrate übermüdeter Autofahrer
erhöht.
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In
anderen Worten wird die Erfindung wie folgt zusammengefasst:
Ziel
des Verfahrens ist es, die Übermüdung des Fahrers
rechtzeitig zu erkennen und ihn in geeigneter Weise zu einer Pause
aufzufordern. Das System nutzt dabei ausschließlich bereits
im Fahrzeug vorhandene Daten und kann daher ohne zusätzliche Komponenten
als Teil der Serienausstattung eingesetzt werden. Die wichtigsten
verwendeten Signale sind der hoch aufgelöste Lenkradwinkel,
Längs- und Querbeschleunigung, Fahrgeschwindigkeit, relevante
Bediensignale und der Pedalweg. Da keine zusätzlichen Sensoren
notwendig sind, wird der Fahrer bei diesem Ansatz weder abgelenkt
noch beeinträchtigt. Sobald das Einsetzen von Übermüdung
erkannt wird, erhält der Fahrer einen akustischen und optischen Warnhinweis
als Aufforderung, eine Pause einzulegen. Kommt der Fahrer dieser
Aufforderung nicht nach, so wird er bei weiterhin anhaltender Müdigkeit nach
15 Minuten erneut gewarnt.
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Grundlage
des Verfahrens zur Müdigkeitserkennung ist, dass in umfangreichen
Fahrsimulatorversuchen erkannt wurde, dass müde oder abgelenkte
Fahrer schlechter ihrer Spurhaltungsaufgabe nachkommen als wache
Fahrer. Die reduzierte Fahrleistung kann an einer Zunahme von sogenannten Lenkfehlern
erkannt werden. Diese Lenkereignisse bestehen aus einer Ruhephase
gefolgt von einer verhältnismäßig deutlichen
Korrekturphase. In der Ruhephase setzt der Fahrer kurzzeitig seine
Regelaufgabe aus und benötigt anschließend eine
verstärkte Korrektur, um das Fahrzeug wieder richtig in
die Spur zu bringen. Die Ausprägungsmerkmale des Lenkfehlers
sind individuell unterschiedlich, so dass eine Anpassung an den
Fahrer erfolgt. Häufigkeit und Stärke dieser Lenkereignisse
bilden die Basis für die Müdigkeitserkennung.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Systems ist die Erkennung
und Gewichtung der folgenden externen Einflussfaktoren, die zu ähnlichen
aber nicht müdigkeitsbedingten Lenkmustern führen.
Beispiele sind Bodenwellen, Fahrbahnzustand und -verwerfungen, Seitenwind.
Auch Merkmale der Verkehrssituation wie z. B. die Kurvigkeit der Straße
oder Baustellen sowie Überholvorgänge müssen
berücksichtigt werden. Da bestimmte Bedienhandlungen am
Lenkrad, an der Klimaanlage, Head-Unit oder der Schaltung des Fahrzeuges
zu ähnlichen Lenk-Ereignissen führen können,
müssen sie vom System erkannt werden, damit sie nicht fälschlicherweise
in die Müdigkeitsbewertung eingehen. Weiterhin gibt es
eine starke Varianz zwischen verschiedenen Fahrern in unterschiedlichen
Fahr- und Straßensituationen. Aus diesem Grund wird während
der ersten 20 Minuten Aktivzeit eine fahrerbezogene Warnschwelle
ermittelt. Das für den Fahrer typische Lenkverhalten für
den aktuellen Streckenabschnitt wird kontinuierlich analysiert und
mitgelernt. Zusätzlich werden weitere Faktoren berücksichtigt, die
Ermüdung begünstigen: So gehen Uhrzeit, Fahrtdauer
und Monotonie der Fahrsituation in das Müdigkeitsmaß ein.
Die Parameter des Verfahrens müssen für jedes
Fahrzeug und dessen fahrdynamische Eigenschaften angepasst werden. Über
12.000 reale Fahrten mit 350 Nachtversuchen unter kontrollierten Bedingungen
waren notwendig zur Parametrierung des Systems. Versuche mit über
700 Fahrern in Europa, USA, Afrika und Japan über mehr
als 1.000.000 Kilometer lieferten Trainingsdaten zur Optimierung des
Systems.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10355221
A1 [0005]
- - DE 102005026456 A1 [0007]
- - DE 102005026457 A1 [0008]
